Пути повышения надежности

Надежность машин в первую очередь определяется прочностью и жесткостью конструкции.

Рациональными способами повышения прочности, не требующими увеличения веса, являются: применение выгодных профилей и форм, максимальное использование прочности материала, по возможности равномерная нагрузка всех элементов конструкции.

Целесообразные способы повышения жесткости - правильный выбор схемы нагружения, рациональная расстановка опор, придание конструкциям жестких форм.

Безаварийность работы и длительность межремонтных сроков во многом зависят от правильности эксплуатации, бережного отношения к машине, тщательных уходов, своевременной профилактики, предотвращения перегрузок. Но было бы неправильным всецело полагаться на качество обслуживания. Условия правильной эксплуатации машины должны быть заложены в ее конструкции. Должна быть обеспечена надежная работа даже в условиях недостаточно квалифицированного обслуживания. Если машина портится в неумелых руках, это значит, что конструкция недостаточно продумана со стороны надежности.

Субъективный фактор в обслуживании и управлении машиной следует по возможности исключать, а операции ухода сводить к минимуму.

Устранению подлежат такие периодические операции, как регулировки, подтяжки, смазка и т. п., которые при недостаточно квалифицированном обслуживании могут стать причиной повышенного износа и преждевременного выхода машины из строя.

Например, в двигателях внутреннего сгорания регулировку зазоров в клапанном механизме можно устранить путем введения автоматических компенсаторов износа и тепловых расширений (гидравлического или иного типа). Это не только упрощает уход, обеспечивая практически беззазорную работу клапанного механизма, компенсаторы существенно повышают его долговечность.

Устранима периодическая подтяжка коренных и шатунных подшипников коленчатого вала двигателей. Современное состояние смазочной техники позволяет создать подшипники, работающие практически неограниченное время при минимальном износе.

Периодическая подтяжка ослабевающих в эксплуатации гаек и болтов устранима применением современных самоконтрящихся конструкций резьбовых соединений.

Сильно усложняет эксплуатацию нерациональная система смазки, требующая постоянного внимания со стороны обслуживающего персонала. Периодической точечной смазки следует избегать. Если этого сделать нельзя по конструктивным условиям, то следует применять самосмазывающиеся опоры или вводить систему централизованной подачи смазки ко всем смазочным точкам с одного поста.

Наилучшее решение с точки зрения надежности и удобства эксплуатации - это полностью автоматизированная система смазки, не требующая периодической смены масла. Это достижимо, если предусмотреть меры, противодействующие окислению и тепловому перерождению масла и обеспечивающие непрерывную очистку и регенерацию масла.

В системы смазки необходимо вводить аварийные устройства, обеспечивающие подачу масла, хотя бы в минимальных количествах, при выходе из строя главной системы.

Одним из приемов увеличения эксплуатационной надежности является дублирование обслуживающих устройств, в работе которых чаще всего случаются перебои. Примером может служить дублирование системы зажигания бензиновых двигателей, а также систем автоматического управления. В тех случаях, когда требуется полная безотказность действия, от которой зависит жизнь людей, применяют многократное дублирование систем управления. В комплексе мероприятий, обеспечивающих эксплуатационную надежность машины, большую роль играет автоматическая защита от случайных или преднамеренных перегрузок при помощи предохранительных и предельных устройств, работающих на стерегущем режиме и вступающих в действие при перегрузке машины.

Наиболее целесообразна полная автоматизация управления, т. е. превращение машины в самообслуживающийся, саморегулирующийся и самонастраивающийся на оптимальный режим работы агрегат.

В качестве примера можно привести самопереключающиеся коробки скоростей и трансмиссии автомобиля с бесступенчатым регулированием передаточного отношения от двигателя к ходовому механизму. Система автоматически устанавливает оптимальное передаточное отношение для данных условий езды, профиля и состояния дороги, что обеспечивает увеличение экономичности и повышение ездового ресурса.

Высокой надежности машин можно достичь только комплексом конструктивных, технологических и организационно-технических мероприятий. Повышение надежности требует длительной, повседневной, скрупулезной, целенаправленной совместной работы конструкторов, технологов, металлургов, экспериментаторов и производственников, ведущейся по тщательно разработанному и последовательно осуществляемому плану.

Непременным условием выпуска качественной продукции является прогрессивная технология изготовления, высокая культура производства, строгое соблюдение технологического режима и тщательный контроль продукции на всех стадиях изготовления, начиная с операций изготовления деталей и кончая сборкой изделия.

Наибольшие трудности представляет объективная оценка показателей надежности, долговечности и стоимости эксплуатации. Эти показатели можно достоверно выяснить только через длительный промежуток времени, притом на продукции, вышедшей за стены завода-изготовителя и разбросанной в различных, порой отдаленных эксплуатационных точках.

В этих условиях приобретают важное значение методы ускоренного определения долговечности деталей, узлов, агрегатов и машины в целом. Большую помощь в этом деле могут оказать лаборатории долговечности для систематического испытания продукции на износ и срок службы.

Следует шире применять метод моделирования эксплуатационных условий, заключающийся в стендовых или эксплуатационных испытаниях машин на форсированном режиме в условиях, заведомо более тяжелых, чем нормальная работа машин. В этом случае машина проделывает в максимально сжатые сроки цикл, который при нормальной ее работе длится несколько лет. Испытания ведут до наступления предельного износа, или даже до полного или частичного разрушения машины, периодически приостанавливая их для замера износов, регистрации состояния деталей и определения признаков приближения аварий.

Подобные жесткие испытания позволяют обнаружить недостатки конструкции и принять меры к их устранению. Ускоренные испытания дают также достаточно надежный исходный материал для оценки реальной долговечности машины.